物体受力情况分析综合导学知识要点1.物体受力分析的方法•对物体进行受力分析的步骤：①把研究对象从各物体间隔离出来；②按重力、弹力、摩擦力的顺序依次分析；③检查在这些力作用下是否符合物体的运动情况分析弹力时要注意，两物体接触且有形变时才有相互作用的弹力； 而分析摩擦力时要注意，两物体间要有弹力、接触面粗糙且两物体间有相对运动（或运动趋势）时才有摩擦力例1如图所示，有一个固定直角支架AOB,AO水平放置，表 面粗糙，OE竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环的重分别为G p和GQ,两环间由一根质量不计、 不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，试分析两环的受力情况解析用隔离法分析对Q环，除重力G q外，还与OB杆和绳接触，可能有两个弹力作用，去掉绳子Q环会下落， 可见绳对Q环必有弹力作用，去掉OB杆Q环会向右摆动， 可见OB杆对Q环必有弹力作用，所以Q环的受力如图 （a）所示•对P环，除重力G p外，还与AO杆和绳接触，可(b>能有两个弹力作用，绳子对Q环有弹力就必对P环有弹力作用，去掉AO杆P环会下落， 可见杆对P环必有弹力作用； 再看P环与杆间有无摩擦力作用，在绳子拉力作用下，P环会有向左滑动的趋势，可见必受到向右的摩擦力， 所以P环的受力如图（b）所示•再用整体法分析：取两环和细绳整体作为研究对象， 除重力外，它只与两杆接触， 因而受到两个弹力和一个摩擦力作用， 如图所示，此时绳子拉力作 为内力而不需分析了 •2.共点力平衡条件的应用•应用共点力平衡条件解题的步骤是：①确定研究对象；②受力分析；③把某些力合成或分解进行等效转化； ④列平衡方程；⑤解方程并检查解的合理性•对于三力平衡问题常采用合成的方法转化， 而对于三力以上的平衡常采用分解的方法转化 •例2如图所示，质量为m的物体在恒力 F作用下沿天 花板向右匀速滑动，F与水平方向成 B角，物体与天花板 间的滑动摩擦系数为 卩，则物体受到的摩擦力大小为A • F c o s 0 B • F s in 0C • p( F s in 0—mg )• D • mg— F s in 0.解析 本题中物体受到重力G、 F、弹力N和摩擦力,的作用，是四力平衡问题，故采用分解的方法，把 F分解成水平方向和竖直方向的两个分力，如图所示.则在竖直方向有 Fs inO —mg+N .在水平方向有 Fc o s 0= !iN= （i（F s in —mg ）.可知应选A和C .3.共点力平衡条件的另一表述 •共点力平衡条件又可表述为， 当几个力作用下物体平衡时， 其中的一个力和其余各力的合力必等值反向•例3如图所示，物重G为 50N,用Fa、Fb分别表示AO和E O拉物体的力，贝y Fa和Fb的合力大小为 ，方向 •且可知 FA Fb（填或“=”）.解析 物体共受重力G和 Fa、FB三个力作用，因而 Fa和FB的合力应与重力G等值反向，故大小为 50N,方向竖直向下。
另 U 一外画出受力图后明显可见 FaV Fb •注意：这里很容易误认为绳子OA较长， 所以FA较大，其实力的大小与绳子的长度是无关的•疑难解析F压在倾斜的墙面上，保持静止（ ）例4如图（a）所示，一个长方体木块被垂直于墙面的力 状态，则木块所受作用力的个数可能为A . 2 个• B . 3 个• C . 4 个• D . 5 个.3 ⑸解析物体除受重力G和推力 F夕卜，还可能受到弹力N和摩擦力 f的作用，这里按一般的方法分析有没有后两个力会有些困难，但如果利用平衡条件来分析就很方便了 •由图（b）可知，如果只受G和 F作用，物体是不可能平衡的；若仅受G、 F和N作用，物体沿墙面方向的合力不为零，也不可能平衡，另外要受摩擦力作用就必须有弹力， 故物体必受到4个力作用，应选C •注意:在较复杂的受力分析中，常用到物体的平衡条件，有时还会用到力矩平衡条件， 这到下一单元再讲•例5如图所示，用轻质细绳把两个质量未知的小球悬挂起来， 今对小球a持续 // /施加一个向左偏下 30°的恒力，并对小球 b持续施加一个向右偏上 30°的同样大 的恒力，最后达到平衡，图中表示平衡状态的图可能是 （）解析要判断平衡时两根细绳的方向,实际上是求两个弹力的方向， 要判断下面一根细绳的方向，就要用隔离法，取下面一个小球为研究对象，它受到重力和向右偏上 30°的力作用，要使它平衡，细绳对它的拉力必向左偏，现在四个选项都符合再看上面一根细绳的方向，这时可取两个小球及其连接的细绳整体为研究对象， 它们受到重力、向左偏下 30°的恒力、向右偏上 30°的同样大的恒力和上面细绳的拉力作用，而向左偏下30°的恒力和向右偏上 30°的同样大的恒力正好平衡 •因此上面细绳的拉力和重力必须平衡，可见上面细绳的拉力必竖直向上，则只能选A .沣意：本题如果采用隔离法判断就较烦，读者不妨试试看方法指导1.矢量图法.例6如图所示，将一物体用两根等长的细线OA、OE悬 挂在半圆形架子上，O恰为圆心，OA与OE与竖直方向的夹 角都是30° .现使E点和结点O固定，悬点A由图示位置向位 置D缓慢移动的过程中，物体对OA线的拉力大小将解析 本题是动态平衡问题，先按静态问题分析，取物体为研究对象，受到重力和两线的拉力作用，为三力平衡问题，用合成 的方法解，可把OA的拉力和重力合成，其合力与OE线的拉力等 值反向，得到如图所示的矢量图，然后分析线OA转动时各力的变 化情况，其中重力的大小和方向都不变， OD转动时，T 2的方向逐渐转向水平， 的拉力T 2先变小后变大.2.力的合成与分解的多边形法则多个力合成时，只需将各个力依次首尾相接， 然后从它们的起点指向终点的矢量就是它们的合力.T i的方向不变，当OA向 由矢量图中虚线可见线OA例7 一个质点受到如图所示的五个共点力 Fi、F2、F3、F4、Fs的作用，则物体所受合力的大小为 （ ）A . 2F4. B . 2F5. C . F4+FS. D . F4一 F5.解析 本题如果将五个力逐一合成是很烦的，但如果根据力合成的多边形法则，很明显 Fi到F4的合力就等于F5,所以所有力的合力为2F5，故应选B .3.隔离法和整体法.涉及多个物体时，若只求外界对它们的作用力，常采用整体法，可避开较复杂的相互作 用力，但要求相互作用力时只能用隔离法 .例8如图所示，两块同样的条形磁铁A、B，质量均为m,将它们竖直叠 放在水平桌面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A, 若弹簧秤的读数为mg,则E对A的弹力 Fi、桌面对E的弹力 F2分别为 （ ）A . 0 ,mg . B . mg, 0.C .大于0，大于mg . D .大于0，等于mg .解析先用整体法求F。
取两个磁铁为研究对象，受到重力 2mg、支持力F和弹簧秤的拉力mg,可见支持力 F应为mg .对磁铁B,它受到重力mg、支持力mg、磁铁A对它的吸引力和压力 R，可见压力Fi大于0.故应选D .问题讨论1. 试用学过的知识证明共点力合成的多边形法则 .2. 根据共点力平衡条件,尽可能多地说出物理规律有什么特征 ?再看看学过的其他物理规律是否有这些共性 .。